Při servisu lyží, zejména pro tzv. laufy neboli dálkové běhy, není žádnou výjimkou, že se na skluznici lyží aplikuje 8 či 10 různých vrstev vosků a prostředků pro zlepšení skluzných vlastností.

O přednostech a výhodách aplikace kluzných vosků ve více vrstvách a účincích a vlastnostech těchto souvrství se pojednává v nejednom odborném článku.


Zdroj: Haaland Holst Nora, Nano ski waxes, effects and benefits, Master thesis 2013

Obvyklé po sobě jdoucí vrstvy

Basic Wax neboli základní vosk bývá zpravidla běžný uhlovodíkový kluzný vosk, který se buď nanáší ve směsi nebo se aplikuje ve více vrstvách, a to s ohledem na použitá aditiva. V případě fluorových vosků se tak velmi často jako základ nanášely vosky LF (tedy s nízkým obsahem fluoru), na které se následně aplikovaly vosky HF (tedy s vysokým obsahem fluoru).

Powder Wax neboli práškový vosk se zpravidla aplikuje na několikavrstvý základ, většinou v jedné vrstvě. Existují ale i případy, kdy se i tzv. prášky vrství. Nejčastějším způsobem vrstvení prášků je aplikace první vrstvy prášku za tepla (pomocí zažehlení) a následné druhé vrstvy za studena (pomocí zaleštění).

Liquid Wax neboli tekutý vosk se zpravidla aplikuje na prášek, zpravidla v jedné vrstvě. Existují ale i případy, kdy se i tzv. liquidy vrství. První vrstva tekutého vosku se pak zpravidla nechá zaschnout a zaleští se, druhá vrstva se již nechá pouze zaschnout.

Zdá se, že vše do sebe pěkně zapadá a že doporučení výrobců se odráží v praxi servisních pracovníků, kteří je svými zkušenostmi zpětně potvrzují. Běžná praxe je následně verifikována nezávislým výzkumem. Je tomu však opravdu tak? Nemá tato idylka rozkvetlé jarní louky nějaké vady na kráse?

Abychom si na naše rýpavé a hnidopišké otázky mohli odpovědět, musíme si nejprve říci něco málo o skluzných voscích, materiálu a vlastnostech skluznice a následně procesech a interakcích mezi těmito dvěma druhy materiálů, a to na různých úrovních – makro, mikro a nano úrovni.

Co jsou a jakou podobu mají skluzné vosky

Základní kluzné vosky jsou primárně různé uhlovodíky, tvořené zejména parafíny, mikrokrystalickými a syntetickými vosky s různě dlouhými a lineárními či větvenými C-H řetězci, do kterých se přidávají další látky pro optimalizaci vlastností výsledné směsi (grafit, grafém, CNT, molybden, fluory, silany atd.). Čím kratší je molekulární řetězec základní látky, tím je výsledný kluzný vosk měkčí, a naopak čím delší je molekulární řetězec základní látky, tím je výsledný kluzný vosk tvrdší.

Práškové vosky jsou zpravidla koncentrovaná aditiva navázaná na určitý nosič, který může dále plnit např. funkci tavidla. Práškový vosk se na skluznici aplikuje v sypké formě a pro účely aplikace do skluznice se musí zpravidla zkapalnit, a to buď externím zdrojem tepla (např. žehlička) nebo třecím teplem (pohyb korku či fliesu). Práškové vosky se tedy mají aplikovat primárně do skluznice.

Tekuté vosky jsou opět zpravidla koncentrovaná aditiva rozpuštěná ve vhodném nosiči. Na skluznici se aplikují ve formě aerosolu. Po nanesení na skluznici se nosič odpaří a účinná látka ulpí na povrchu skluznice.

Vedle závodních tekutých vosků, tzv. speederů, tedy koncentrovaných aditiv rozpuštěných ve vhodném nosiči (viz výše), se na trhu nabízejí tzv. hobby tekuté vosky. V tomto případě se jedná zpravidla o běžný uhlovodíkový vosk rozpuštěný ve vhodném nosiči. Aplikace se provádí nejčastěji pomocí houbičky aplikátoru, po zaschnutí (tedy odpaření nosiče) se doporučuje HC vosk na povrchu skluznice rozleštit, tedy pomocí třecího tepla aplikovat alespoň zčásti do skluznice a zároveň odstranit přebytečný vosk.

Co je a z čeho se skládá skluznice

Skluznice se vyrábí z nejrůznějších matriálů a za využití mnoha výrobních technologií. Abychom se v tom „neutopili“, zúžíme pojem „skluznice“ na jeden materiál a jeden výrobní proces, které se nejvíce využívají při výrobě tzv. závodních lyží.

Tímto materiálem je UHMWPE neboli polyethylen s ultra vysokou molekulární hmotností, která se u závodních lyží pohybuje v rozmezí 3 až 12 mil. g/mol. Tento materiál je možné zpracovávat výhradně procesem sintrování.

V důsledku enormně dlouhých molekulárních řetězců a v důsledku řezné technologie při oddělování pásku skluznice ze sintrovaného rondelu je povrch skluznice tvořen na mikro a nano úrovni lesem chloupků či vlásků, který označujeme jako flokati-koberec.

Na povrchu skluznice se na nano úrovni dále vyskytují tzv. krystalické neboli uspořádané a amorfní neboli neuspořádané oblasti. Procentuální podíl amorfních a krystalických oblastí je přibližně 60 % amorfních a 40 % krystalických, přičemž rozložení těchto oblastí v ploše skluznice je náhodné.

Schopnost skluznice přijímat vosk uvádí zpravidla výrobce skluznice a u běžných závodních lyží bez zvýšeného obsahu specifických aditiv je přibližně 1,75 mg/cm2. Schopnost absorbovat skluzný vosk se týká primárně amorfních oblastí skluznice.

Co vidíme po aplikaci základní vrstvy skluzného vosku?

Máme před sebou čistou vykartáčovanou skluznici. Pro zjednodušení budeme předpokládat, že skluznice nebyla opatřena žádnou strukturou. Naneseme první kluzný vosk - nějaký základ, zpravidla uhlovodíkový vosk s nějakým aditivem v tuhém nebo tekutém stavu. V prvním případě třeme bločkem vosku o skluznici, v druhém tavíme vosk na žehličce a necháváme ho skapávat na skluznici. Následně vosk zažehlíme odpovídající teplotou.

Při zažehlování se vosk pod žehličkou zkapalňuje a „vpíjí“ se do skluznice. Krátce po zažehlení vosk na povrchu skluznice tuhne.

Po úplném ztuhnutí se z povrchu skluznice odstraní přebytečný vosk, tedy ten vosk, který nebyl absorbován do skluznice a ulpěl na jejím povrchu.

Po odstranění přebytečného vosku z plochy a žlábků pomocí plastových škrabek je skluznice připravena pro aplikaci další vrstvy skluzného vosku.

Co nevidíme a děje se pod povrchem po aplikaci základní vrstvy skluzného vosku?

Teplo žehličky mění vosk z pevného na kapalné skupenství, molekuly vosku se tedy stávají vysoce mobilní. Působením tepla se současně „rozhýbávají“ molekuly UHMWPE, který „měkne“ a mírně se „rozpíná“. Existující dutiny a kavity v materiálu skluznice se mírně rozpínají, což zlepšuje podmínky pro „zatékání“ zkapalněného vosku, tedy vyplňování mezimolekulárního prostoru v UHMWPE molekulami kluzného vosku. Jakmile materiál skluznice začne opět chladnout, začnou se kavity a dutiny opět „stahovat“ a molekuly vosku zde zůstanou jaksi „zachycené“.

Na molekulární úrovni tedy vznikne jakási směs základního materiálu skluznice, tedy UHMWPE obohaceného různými aditivy, na straně jedné a aplikovaného skluzného vosku, tedy uhlovodíků obohacených různými aditivy, na straně druhé.

Tato molekulární směs samozřejmě vznikla pouze tam, kde se oba materiály, tedy materiál skluznice a vosky, mohly potkat a promíchat se. Odstraňování přebytečného vosku z povrchu skluznice pomocí plastových škrabek se této „molekulární“ směsi nijak nedotkne.

Co vidíme při aplikaci druhé vrstvy skluzného vosku?

Máme před sebou hladkou skluznici s aplikovaným základem a odstraněným přebytečným voskem z povrchu skluznice. U druhé vrstvy se už zpravidla doporučuje aplikovat vosk v tekutém stavu, tedy vosk tavený na žehličce a skapávající na skluznici opatřenou základem. Důvod je jednoduchý: tvrdší vosky po skluznici opatřené první základní vrstvou jaksi „kloužou“ a nelze tak nanést dostatečné množství vosku pro druhou vrstvu. Měkké a velmi měkké vosky lze zpravidla i ve druhé vrstvě nanášet třením.

Po nanesení dostatečného množství vosku pro druhou vrstvu v tuhém nebo kapalném stavu se vosk druhé vrstvy zažehlí. Ve srovnání s první vrstvou zůstává zkapalněný vosk o něco déle kapalný a o něco déle tuhne. I pouhým okem je vidět, že vosk se o něco hůře „vpíjí“.

Jakmile vosk na povrchu skluznice zcela zatuhne, opět se odstraní z povrchu skluznice přebytečný vosk druhé vrstvy.

Co nevidíme a děje se pod povrchem po aplikaci druhé vrstvy skluzného vosku?

Teplo žehličky i v tomto případě zkapalnilo vosk druhé vrstvy, v důsledku čehož se molekuly vosku druhé vrstvy staly vysoce mobilní. Gravitační síla a tlak žehličky by umožnily „zatečení“ těchto vysoce mobilních molekul do volných mezimolekulárních prostor materiálu skluznice, kdyby tyto kavity a dutiny, které se působením tepla žehličky opět lehce „roztáhly“, byly volné… Ale jak víme z předchozích řádků, ony volné nejsou, protože byly již v předchozím kroku vyplněny molekulami základního vosku.

Díky opětovnému mírnému rozevření dutin a kavit se pravděpodobně stane, že nějaká ta molekula základu je nahrazena či vytlačena nějakou tou molekulou vosku druhé vrstvy. V jiných místech se ale základ udrží v dutinách a kavitách zcela. V opět jiných místech zbylo v kavitách vedle základu trochu místa, a to bylo obsazeno molekulami vosku druhé vrstvy.

Na molekulární úrovni tak vznikne jakási velmi různorodá směs základního materiálu skluznice, tedy UHMWPE obohaceného různými aditivy na straně jedné a velmi heterogenní směsi základu a vosku druhé vrstvy na straně druhé, přičemž se dá předpokládat, že vrstva, která byla aplikována jako první, má o něco vyšší procentuální zastoupení než vrstva, která byla aplikována jako druhá…

Po odstranění přebytečného vosku druhé vrstvy tedy hraje povrch skluznice všemi pomyslnými barvami a je na molekulární úrovni tvořen extrémně heterogenní vrstvou základního materiálu skluznice promíchaného s velmi nerovnoměrně distribuovanou směsí základu a druhé vrstvy… S přibývajícím počtem vrstev pouze přibývají barvy v mozaice.

Představa homogenních, ucelených a vzájemně provázaných vrstev, které se jízdou postupně odbrušují, aby na dalších částech trati měly účinek odpovídající proměněným sněhovým podmínkám, je iluze a klam srovnatelný s představou církve o placaté zemi, která je středem vesmíru.

Což ale nutně neznamená, že to nefunguje…

Ačkoli je zřejmé, že představa a realita jsou dvě zcela jiné skutečnosti, zdá se, že finální výsledek a efekt není zase až tak úplně špatný… Jak to myslím?

Jednak se zdá, že ona extrémní heterogenita povrchu skluznice může mít pro zlepšení skluzu na sněhu, tedy na extrémně heterogenní, a navíc velmi rychle se proměňující se látce své přednosti.

A jednak se ukazuje, že při dodržení určitých základních pravidel je vrstvení kluzných vosků přeci jen funkční. Byť výsledkem vrstvení vosků je spíše promíchané „souvrství“ než „cibulovitě“ navázané vrstvy.